【计算机控制技术讲解】现场总线技术.pptVIP

第十章 现场总线（FieldBus）  技术 10.1 绪言 10.2 现场总线技术发展概况 10.3 现场总线控制系统（FCS）的特点 10.4 五种典型现场总线Feldbus 10.5 Fieldbus的应用 10.6 Fieldbus体系结构模式 10.1 绪 言 10.2 现场总线技术发展概况 10.3 现场总线控制系统（FCS） 的特点 10.4 五种典型现场总线Fieldbus 10.5 Fieldbus的应用 10.6 Fieldbus体系结构模式 在DCS系统I/O总线上集成现场总线 2、现场总线于DCS系统网络层的集成 除了在I/O总线上的集成方案，还可在DCS网络层上集成现场总线系统。即Fieldbus接口卡挂在DCS的上层LAN上，结构如图5.36。 该方案中，Fieldbus控制执行信息、测量以及现场仪表的控制功能均可在DCS操作站上进行浏览并修改。 在DCS网络层集成现场总线 其优点是原来必须由DCS主计算机完成的一些控制和计算功能，现在可下放到现场仪表实现，并可在DCS操作员站上得到相关的参数或数据信息；另一优点是不需对DCS控制站进行改动，对原系统影响小。 3、Fieldbus通过网关与DCS系统并行集成 若在一个工厂中并行运行着DCS和Fieldbus系统，则还可通过一个网关来网接两者如图5.37示，网关完成DCS与Fieldbus高速网之间的信息传递。该结构中，DCS的信息能够在新的操作员界面上得到并显示。使用H2网桥可以安装大量的H1低速Fieldbus。Fieldbus接口单元可提供控制协调、报警管理和短时趋势收集等功能。 通过网关与DCS系统并行集成 * 第十章 现场总线技术 * 到目前为止，自动化技术已经经历了两次飞跃，第一次是在20世纪50－60年代从传统的电气传动控制发展到以模拟信号为主的电子装置和自动化仪表监控系统，这次飞跃是以微电子技术进步为基础的。 第二次则是在20世纪70－80年代，分布式控制系统DCS的出现，把分散的、单回路的测控系统用计算机进行了统一的管理，用各种I/O功能模板代替了控制室的仪表，利用计算机高速运算的强大功能，集中实现了回路调节，工矿连锁、参数显示报警，历史数据储存，工艺流程动态显示等多种功能，在大型控制系统中往往还带有操作指导和专家系统等软件。 DCS技术对工业控制技术的发展起到了极大的推动作用，得到了用户的肯定。这次飞跃是以计算机技术的飞速发展为基础的。4－20MA信号是DCS系统与现场设备相互连接的最本质点。是控制系统和仪表装置发展的一大进步。 进入20世纪90年代后，数字化和网络化成为当今控制技术发展的主要方向。人们意识到传统的模拟信号只能提供原始的测量和控制信息，而智能变送器在4－20mA信号之上附加信息的能力又受其低通信速率的制约，所以对整个过程控制系统的机制进行数字化和网络化，应是其发展的必然趋势。 Fieldbus的先驱可谓是Honeywell公司在1983年推出的4－20mA输出的差分信号驱动器它在4－20mA信号上叠加了数字信号，从而使现场装置与控制室控制装置间的连接由模拟信号过渡到了数字信号。在此基础上，美国Rosemount公司配合使用了他自己的的HART数字协议。1987年美国Foxboro公司发表了I/A智能式自动控制系统，系统使用了全数字通信。 Fieldbus网络体系结构及标准的研究和制定始于1985年。 选择何种网络形式－完全型还是简化型网络结构，是逐步形成现场总线概念过程中考虑的一个最重要问题。Fieldbus选用了简化型网络结构，与OSI未完全保持一致，只选用了三层：物理层、数据链路层和应用层。 现场总线在智能现场设备、自动化系统之间提供了一个全数字化的、双向的、多节点的通信链接。Fieldbus的出现促进了现场设备的数字化和网络化，并且使现场控制功能更加强大。这一改进带来了过程控制系统的开放性，使系统成为具有测量、控制、执行和过程诊断的综合能力的控制网络。 Fieldbus是现代计算机、通信和控制技术的集成，使自动化技术正在进入第三次飞跃。可以预言，随着Fieldbus技术的兴起和逐渐成熟，将使21世纪的自动化领域成为Fieldbus的世界。 现场总线是一种工业数据总线，是自动化领域中通讯体系最底层的低成本网络。根据国际电工委员会(IEC)的标准和现场总线基金会（FF）的定义：“现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输多分支结构的通讯网络”。 基本内容包括：以串行通讯方式取代传统的4－20mA模拟信